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第一章 绪论
1.1课题研究的背景及意义
1.2柔性立管涡激振动研究现状
1.2.1涡激振动的概念
1.2.2涡激振动的激励实验
1.2.3研究热点
1.2.4柔性立管涡激振动的实验研究
1.2.5柔性立管涡激振动的经验模型和CFD模型
1.3湍流与研究湍流的数值计算方法
1.3.1湍流的概念
1.3.2研究湍流的主要数值计算方法
1.4本文的研究工作和主要内容
第二章 涡激振动的基本参数和湍流的基本理论
2.1引言
2.2基本参数
2.2.1雷诺数
2.2.2泻涡频率
2.2.3湍流强度
2.2.4来流速度剪切率
2.2.5质量比与阻尼比
2.2.6响应振幅与折合速度
2.3湍流的基本理论
2.3.1 Navier-stokes方程
2.3.2雷诺平均法
2.3.3直接数值模拟
2.4有限元法和有限体积法
2.5本章小结
第三章 圆柱绕流的直接数值模拟
3.1引言
3.2均匀来流条件下的三维圆柱绕流
3.3剪切来流条件下的圆柱绕流
3.3.1横向剪切流对圆柱绕流的影响
3.3.2轴向剪切流对圆柱绕流的影响
3.4无滑移边界对泻涡的影响
3.5本章小结
第四章 两向自由度低质量比弹性支撑圆柱体的涡激振动
4.1引言
4.2数值计算模型
4.3控制方程的离散和求解
4.4均匀来流条件下两向自由度的涡激振动响应
4.4.1质量比m*=7.0
4.4.2质量比m*=2.6
4.4.3临界质量比m*cri
4.5横向剪切来流条件下两向自由度的涡激振动
4.5.1数值计算模型
4.5.2数值结果分析和讨论
4.5.3结论
4.6本章小结
第五章 柔性立管涡激振动时域预报模型
5.1引言
5.2基本理论
5.2.1计算流体力学
5.2.2结构动力响应
5.3数值计算模型
5.3.1切片模型
5.3.2流固耦合响应
5.4结果和讨论
5.4.1网格测试
5.4.2模态分析
5.4.3流体力和附加质量系数
5.4.4尾涡模式
5.5轴向剪切来流条件下细长立管的涡激振动
5.6本章小结
第六章 雷诺数和质量-阻尼比对响应振幅峰值的影响
6.1引言
6.2理论模型
6.3结果和讨论
6.3.1雷诺数Re对振幅响应幅值的影响
6.3.2质量-阻尼比α对振幅响应幅值的影响
6.4本章小结
第七章 总结与展望
7.1全文总结
7.2研究展望
参考文献
致谢
攻读博士学位期间发表的学术论文
攻读博士学位期间参加的科研项目